[發(fā)明專利]一種碳纖維穩(wěn)定性在線監(jiān)測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410554908.7
• 申請(qǐng)日: 2014-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104330442A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王浩靜;顧紅星;范立東;薛林兵;趙佑軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01N27/04
• 分類號(hào): G01N27/04
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳纖維領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維穩(wěn)定性的在線監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

碳纖維作為一種復(fù)合材料增強(qiáng)體，因具有一系列的優(yōu)異性能，已經(jīng)在航天航空、國(guó)防軍工和各民用高技術(shù)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。作為基礎(chǔ)原材料，碳纖維在上述領(lǐng)域的應(yīng)用關(guān)鍵是產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定可靠，碳纖維屬于長(zhǎng)程性材料，穩(wěn)定性一直是生產(chǎn)控制的難點(diǎn)，如目前應(yīng)用最為廣泛的PAN基碳纖維，生產(chǎn)流程包含聚合、紡絲、氧化碳化等系列工藝過(guò)程，生產(chǎn)流程長(zhǎng)、工藝路線復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量控制特別是穩(wěn)定性監(jiān)控方面，一直是產(chǎn)業(yè)的難點(diǎn)。

對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的把控首要條件是性能的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)，目前碳纖維的性能測(cè)試如力學(xué)性能有很多，僅碳纖維復(fù)絲性能的測(cè)試就有ZL201010283925.3、201210290367.2、201220405443.5、201310625429.5、201410087488.6等諸多專利，這些專利也涉及一些測(cè)試裝置的研制，不過(guò)都是針對(duì)生產(chǎn)下線后的產(chǎn)品，而且是根據(jù)部分檢測(cè)結(jié)果判定整體性能，無(wú)法做到全檢，時(shí)效性也較差。

針對(duì)上述專利中裝置和方法的不足，結(jié)合生產(chǎn)和應(yīng)用的需要，設(shè)計(jì)一種能夠在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)反饋產(chǎn)品性能信息的裝置，對(duì)于碳纖維的生產(chǎn)而言極為重要和迫切。要想在線監(jiān)控產(chǎn)品的穩(wěn)定性，首先就要找到一種能夠反應(yīng)產(chǎn)品穩(wěn)定性的特殊指標(biāo)，本發(fā)明即根據(jù)碳纖維的自身特點(diǎn)，依據(jù)電阻這一參數(shù)，設(shè)計(jì)了一種快速檢測(cè)裝置，該裝置能夠做到無(wú)損快速檢測(cè)，且所有信息可以導(dǎo)入生產(chǎn)線自控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)記錄。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)即可判定碳纖維產(chǎn)品的長(zhǎng)程、軸間和批間穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的碳纖維測(cè)試裝置及方法僅僅只能檢測(cè)生產(chǎn)下線后的產(chǎn)品，且無(wú)法做到長(zhǎng)程全檢，時(shí)效性差的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種碳纖維穩(wěn)定性在線監(jiān)測(cè)裝置及方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：

一種碳纖維穩(wěn)定性在線監(jiān)測(cè)裝置，其特殊之處在于：包括支架、電源、測(cè)量?jī)x表、正極輥以及負(fù)極輥，所述正極輥和負(fù)極輥均固定在支架上，所述正極輥和負(fù)極輥沿著碳纖維的運(yùn)行方向依次設(shè)置，所述正極輥與電源的正極連接，所述負(fù)極輥與電源的負(fù)極連接，所述正極輥和負(fù)極輥與支架之間均設(shè)置有絕緣材料，所述正極輥和測(cè)量?jī)x表的正極連接，所述負(fù)極輥和測(cè)量?jī)x表的負(fù)極連接。

上述正極輥與負(fù)極輥在同一個(gè)高度時(shí)，在線監(jiān)測(cè)裝置還包括自由輪，所述自由輪固定在支架上，位于正極輥和負(fù)極輥之間且高度低于正極輥和負(fù)極輥。

上述正極輥高于/低于負(fù)極輥。

上述正極輥和負(fù)極輥均為一體式結(jié)構(gòu)。

上述正極輥由多個(gè)獨(dú)立的導(dǎo)向輪組成，每一束碳纖維占用一個(gè)導(dǎo)向輪；所述負(fù)極輥與正極輥的結(jié)構(gòu)相同，相鄰導(dǎo)向輪之間絕緣。

碳纖維穩(wěn)定性在線監(jiān)測(cè)裝置的在線監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

1】打開(kāi)電源和測(cè)量?jī)x表；

2】測(cè)量?jī)x表連續(xù)采集長(zhǎng)度為L(zhǎng)的碳纖維的電阻；

3】通過(guò)采集的電阻數(shù)據(jù)的變化幅度判斷碳纖維的穩(wěn)定性。

本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：

1、對(duì)于一定長(zhǎng)度的碳纖維而言，在其兩固定端施加一定的直流電壓，可通過(guò)電流測(cè)試其閉環(huán)電路中的電流值，然后根據(jù)歐姆定律，通過(guò)閉環(huán)電路中的電流值的變化可以實(shí)時(shí)監(jiān)視碳纖維的電阻值(或電阻率)的變化情況，從而反應(yīng)出碳纖維質(zhì)量的穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明通過(guò)在碳纖維生產(chǎn)線氧化碳化工藝段加裝一套在線測(cè)控系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的快速反饋，且質(zhì)量信息直接導(dǎo)入自控系統(tǒng)，形成自動(dòng)報(bào)警和調(diào)整機(jī)制，可以做到產(chǎn)品穩(wěn)定的在線監(jiān)管，結(jié)合后續(xù)的性能測(cè)試，能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的低成本控制。

3、本發(fā)明主要是根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際情況，選定一定長(zhǎng)度的碳纖維絲束，在線增加正負(fù)兩個(gè)電極，并配以信號(hào)讀取、記錄儀表，在碳纖維生產(chǎn)運(yùn)行中，實(shí)時(shí)讀取該段碳纖維的電阻，通過(guò)電阻的變化來(lái)評(píng)判產(chǎn)品的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，確保了產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè)和穩(wěn)定性的有效判定。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明碳纖維穩(wěn)定性在線監(jiān)測(cè)裝置的示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種實(shí)施例示意圖；

圖3為本發(fā)明的另一種實(shí)施例示意圖。

其中附圖標(biāo)記為：1-正極輥，2-負(fù)極輥，3-自由輥，4-支架，5-碳纖維，6-電源，7-測(cè)量?jī)x表。

具體實(shí)施方式